[發明專利]一種控制玉米株高的分子標記及應用

無效

• 申請號: 201210171780.7
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN103451200A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 張祖新;騰峰;翟立紅;鄭用璉
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: C12N15/53
• 分類號: C12N15/53;C12N15/11;C12Q1/68
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 張紅兵

技術領域

本發明屬于植物基因工程技術領域。具體涉及一種分子標記的制備及應用，本發明的分子標記來源于QTLqPH3.1基因片段，其位于玉米第3染色體上，控制玉米株高性狀。本發明公開了QTLqPH3.1基因的分離克隆及作為控制玉米株高的分子標記，本發明還涉及該分子標記的開發及應用。?

背景技術

玉米是重要的糧食、飼料、工業原料和生物質能作物。生物學產量和籽粒產量都是玉米遺傳育種的目標性狀。株高與玉米籽粒產量和生物學產量密切相關，是一個重要的產量相關性狀。因此，株高是玉米遺傳和育種發明中重要的目標性狀，對株高基因的鑒定與克隆具有重要的指導意義。?

矮稈基因的應用在水稻和小麥中掀起了第一次綠色革命。當前，利用矮稈突變體已經克隆出大量的株高基因，這些基因大都涉及到赤霉素（GA）的生物合成及信號傳導，著名的水稻和小麥的綠色革命基因就屬于此類(Monna?et?al.,2002;Peng?et?al.,1999;Sasaki?et?al.,2002;Spielmeyer?et?al.,2002)，表明內源激素GA的含量與植物株高緊密相關，精確調控活性GA的生物合成與降解對莖稈的正常延伸非常重要。因此，通過對內源生物活性GA水平的遺傳操縱從而產生矮稈植株是一個可行的策略。植物內源活性GA的量是由活性GA的合成速率與其轉化為非活性GA的速率兩方面共同決定的。在整個GA生物合成途徑中，GA2氧化酶（GA?2-oxidase，GA2ox）負責將活性GA分解代謝為非活性GA。因此，通過抑制生物活性GA的合成或促進其分解代謝都可以用來減少內源GA的含量。基于這兩條減少內源GA含量的途徑，不同的發明小組提出了很多想法，并在水稻中做了一些嘗試，其中利用GA生物合成基因OsGA3ox2（D18）的啟動子來驅動GA2ox基因的異位表達，從而達到減少植株體內活性GA水平的方法，在水稻中取得了很好的突破(Sakamoto?et?al.,2003)，說明利用生物技術的手段也可以創造出矮稈品種。在玉米中，大量的玉米矮稈突變體也已經被鑒定(Sheridan,1988)，但是這些突變體往往伴隨著植株的嚴重矮化，對產量和其他農藝性狀也有很大的影響，不適合在實際育種中應用。因此，鑒定和克隆表現為數量變異的株高基因非常有必要。?

鑒于此，本發明利用圖位克隆的策略，克隆了一個位于玉米第3染色體的株高QTLqPH3.1，并最終鑒定到了一個住噶基因ZmGA3ox2。基于連鎖分析、關聯分析和突變體分析三種途徑，均檢測到ZmGA3ox2對株高有顯著效應。另外，來自于表達、細胞學及生理學等分析也從邏輯上支持候選基因的正確性。?

發明內容

本發明是利用圖位克隆策略分離位于玉米第3染色體的株高性狀的QTL?qPH3.1，并對最終的候選基因進行功能驗證，將獲得的該基因命名為QTL?qPH3.1（在下面的描述中以QTL?qPH3.1代替QTL?qPH3.1基因，二者的含義相同），以該基因的片段作為控制玉米株高的分子標記及應用。?